CN111602179A - 用于制造个性化光学文档安全元素的方法以及所获得的元素 - Google Patents
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Abstract
一种用于制造个性化光学文档安全元素的方法以及所获得的元素，所述方法包括：使用限制表面（1、2），其中所述限制表面（1、2）中的至少一个的内面包含电极（4）的图案以及对准层（5），在所述限制表面（1、2）之间布置掺杂有至少一个二色性染料的液晶（3），将电场施加到电极（4）以取决于施加到每个电极（4）的电压来使液晶（3）定向，经由所述限制表面（1、2）来将光施加到液晶（3）直到液晶（3）聚合为止，停止电场向电极（4）的施加，使得在所述限制表面（1、2）之间获得聚合液晶的透明膜，其包含通过将电场施加到电极（4）而获得的至少一个个性化潜像。
Description
技术领域
本发明涉及制造通过基于液晶的透射而起作用的透明、光学可变的光学文档安全元素，以用于被应用在诸如钞票、支票、信用卡、标识文档或类似文档之类的文档中。本发明的制造方法允许获得光学文档安全元素，所述光学文档安全元素在它们的每侧上包含潜像的不同集合，其可以借助于偏振光而被独立地查看，元素的至少一个侧的图像中的至少一个是唯一的并且针对该元素被个性化。所开发的方法允许以成本且时间高效的方式使光学元素个性化，从而有利于用于大规模工业生产的串行生产。所获得的光学元素允许经由如下来验证原始文档：通过文档的单独个性化来添加附加的安全级别。
背景技术
由于日益更可得到的品质伪造技术，针对用于保护钞票、信用卡、标识文档和官方文档、或任何类型的价值产品的安全元素的需求不断在上涨。
考虑到光学可变安全元素不需要任何先进的技术知识或特定的核查技能，它们在任何日常官方文档中是不可缺的，以用于保护终端用户。在这方面，已经使用了许多技术和解决方案，其中最流行和广泛使用的那些是全息图、可变安全油墨或水印。
基于液晶材料的光学可变安全元素的开发在近几十年已经逐渐扩展，并且被广泛使用在对诸如法定货币钞票或标识文档之类的官方文档的保护中。
例如，文献US7316422B1呈现了一种安全措施，其中一层热致液晶连同液晶颜料一起被沉积在半透明层上，使得在改变视角时产生反射光中的不同颜色效果。同样地，温度改变引起热致液晶层中的改变，从而使得它从不透明转变成半透明状态。
胆甾相液晶在具有颜色变化效果的安全措施中的使用也已经被广泛地使用，诸如在例如文献EP2010007368、WO/2010/00364或更新近的WO/2014/06115中。
然而，所有这些第一安全措施被开发以在反射光中起作用，被直接应用在不透明表面上，致使它们不适合用于被插入在近年来被日益更多地并入在钞票和标识文档中的透明窗口中。
一些液晶安全措施随后被开发以用于被应用在透明窗口中。然而，它们在窗口的透明区域中的集成相当大地降低透明度，并且防止通过所述窗口而清楚地看到在另一侧上的内容，从而此外在从所述窗口的两侧被查看的时候呈现相同的光学效果。
文献US20080106725A1具有安全措施，其带有对光进行线性偏振的液晶层，从而引起透明度中的减小并且在两侧上呈现相同的偏振效果。
文献EP2508358A1解决以上所设想的两个问题，因为它呈现一种完全透明的单层安全措施，其在每侧上具有潜像的不同集合，所述潜像的不同集合既在设计期中也在查看过程期间独立于彼此。稍后的文献WO2017060544A1和WO2017009494A1在相同的方向上向前移动，其呈现的安全器件在每侧上具有不同的潜像，所述不同的潜像在透射中起作用并且一直呈现完全透明的区域。
然而，所有这些安全措施具有从以下事实中产生的限制：即它们不能针对它们所保护的每个文档而被单独地个性化。因此，文档的个性化必须通过其它技术来进行，所述其它技术除了其它之外尤其诸如打印序列号或激光雕刻。尽管这些解决方案确实允许个体化所保护的文档，但是它们减小安全措施的稳健性，考虑到因为它可以从文档中被提取，它可以用于被集成在另一欺诈性或掺入次级品的文档中。
因此，针对通过增强其稳健性的技术或过程来使视觉安全措施个性化的可能性的需求在增长，有时是不可缺的要求，如在意图用于标识文档的解决方案的情况中。
因此，本发明意图通过如下来解决该问题：以成本高效的方式并且在不减慢生产过程的情况下允许每个光学安全元素的个体化的个性化。
发明内容
本发明提出了一种用于制造诸如在EP2508358A1、WO2017060544A1和WO2017009494A1中所描述的那些之类的光学文档安全元素的新方法，其允许对所制造的光学文档安全元素的至少一个图像的个性化。
在以上提及的文献中所描述的光学文档安全元素在透射中起作用并且在每侧上具有不同的潜像，所述图像既在设计中也在其查看中独立于彼此，并且可以通过使用偏振光来被核查。所述元素是以极薄并且柔性单层膜的形式，此外通过一直着色而是透明的。在EP2508358A1中描述的制造方法中，元素的潜像通过包含多个微米尺度对准区的固定或永久图案来被限定，因而允许其高效、大规模的制造。
所提出的发明描述了一种新的制造方法，其允许重配置对准图案以在不中断生产过程的情况下在元素的至少一侧上创建至少一个单独个性化的图像，使得它是时间且成本高效的。
用于制造个性化光学文档安全元素的方法包括如下步骤：
- 使用限制表面（confinement surface），其中
○ 所述限制表面中的至少一个在其内侧上包含电极图案以及对准层，
- 在所述限制表面之间布置掺杂有至少一个二色性染料（dichroic dye）的液晶，
- 将电场施加到电极以根据通过每个电极所施加的电压来使液晶定向，
- 通过所述限制表面来将光施加到液晶，直到液晶被聚合为止，
- 停止电场向电极的施加，
使得在所述限制表面之间获得具有通过将电场施加到电极而获得的至少一个个性化潜像的透明聚合液晶膜。
在电极与对准层之间建立可重配置的对准图案，使得所述限制表面中的至少一个、即在其内侧上包含电极图案和对准层的那个，可以被重用以用于制造新的光学元素而无需修改所述限制表面的结构，并且与在先前的迭代中所产生的那些不同的图像因此可以被产生以用于制造新元素。
个性化图像可呈现高复杂度，如果应用或设计因而需要它的话，包含例如官方标识文档持有者的高清晰度肖像。还有可能产生简单的图像，其需要可重配置的图案，诸如相继的序列号。所获得的膜是薄的、柔性的、着色的、并且透明的，由掺杂有二色性染料的聚合的（介晶的（mesogenic））液晶制成，并且在每侧上包含不同的潜像，其可以通过偏振光来被查看，所述图像中的至少一个是利用唯一的特定设计而被个性化的图像。
在一个实施例中，两个限制表面在它们的内侧上具有电极图案和对准层，使得在膜的每侧上获得具有至少一个个性化潜像的膜。
在另一实施例中，所述限制表面中的仅一个在其内侧上具有电极图案连同对准层，并且另一限制表面具有固定的对准层而没有电极以用于限定液晶的预先建立的并且因此不可重配置的定向。从而获得一膜，其在所述膜的仅一侧上具有至少一个个性化潜像，并且在另一侧上具有至少一个预先建立的潜像。
所述膜可以被提取自限制基底，如果它适合于应用的话，或者最终获得的光学元素可以是被限制在限制基底之间的膜，或者它们中的一个可以被移除，使得最终获得的光学元素是连同限制基底之一的膜。
所获得的膜可以包括保护性聚合物膜，其覆盖并且有助于保护所述膜。
膜的每侧的潜像独立地可见，并且在通过使用线性偏振光的核查过程期间不干扰彼此。所使用的光通常是通过常用消费者设备的显示器、诸如智能电话移动电话或LCD显示器所发射的光。图像可以同样地通过使用低成本外部构件、诸如具有自然光的线性偏振器来被查看。避免使用外部元件的另一形式的核查包括使用来自介电表面上的光的反射的射束（经部分偏振的光）。
所述膜当利用自然（解偏振（depolarized））光被观察的时候不呈现任何可视图像。当在利用偏振光来照亮设备的时候变得可见的潜像在膜的每一侧上是不同的，并且在查看过程期间不干扰彼此。图像可以是实体的（B/W），或具有关于分辨率的高达256级的灰度，其中它们此外可以是单色的或有色的。
所述限制表面在它们的内侧上具有不同的对准方向，其遵循与将在必要的图像处理之后生成的潜像相对应的图案，其通常引起在被包含在两个表面之间的液晶体积中的具有交替的扭曲结构和均质结构的多个区。可聚合的液晶分子被定向从而连同二色性染料分子一起按体积形成这些结构，所述二色性染料分子与液晶分子整体地被排序。可聚合的液晶和二色性染料的该配置在偏振光通过膜的时候影响偏振光的行为，从而引起技术的特征视觉效果。
如果利用线性偏振光来对膜进行照亮，则根据特定方向所对准的二色性染料分子吸收该方向上的偏振光，并且它不被与该吸收方向垂直定向的分子所吸收。以与根据面对的表面上所引发的定向的体积中的液晶分子一致的方式来对准二色性染料分子。由于扭曲结构使光的线性偏振旋转，而无论在膜中所引发的体积结构如何（扭曲或均质），所以线性偏振入射光是否被吸收将仅仅取决于光入口表面上的染料分子的定向以及取决于其偏振方向。因而，膜根据入口处的二色性染料和液晶分子的对准方向来选择性地吸收偏振光，从而获得暗状态，而它让与所述方向垂直的偏振通过，从而获得亮状态。因此，对于给定的入射偏振，示出了图像的一个集合，并且如果入射光偏振方向或样本被旋转，则将观察到图像的另一不同的集合。如果偏振光通过膜的另一侧进入，则运作是类似的，并且在不存在与相对侧的图像的干扰的情况下可以看到不同图像的另一集合。膜对于自然光而言一直是透明的（有可能看穿它）并且在核查过程期间是透明的。
借助于允许产生个性化图像的限制表面的区中的电极图案的液晶的定向可以通过使用以下两种技术之一来被获得：
·借助于可重配置的叉指电极的图案与限制表面上的叉指电极平行的均质对准层相组合的对准，所述叉指电极可以针对每个像素独立地指向并且允许执行限制表面的平面中切换。
·借助于叉指电极的唯一图案与同叉指电极的图案平行的均质对准系统相组合的对准以及按区的循序聚合。
用于产生个性化图像的第一技术包括使用被布置在所述两个限制表面中至少一个的内侧上的电极阵列以及被布置在所述电极上的对准层，其中限定优选对准方向。电极阵列被设计使得对于待创建的个性化图像的每个像素，存在与覆盖这些电极的对准层中的所引发的优选对准方向平行的一系列电极。与电极阵列相关联的像素可以如期望的那样小，并且电极可以单独地指向，例如通过有源阵列。在效率方面的像素大小限制是可以通过人眼区分的分辨率（超过800ppi），并且如果期望的话，其大小可以缩减。
借助于数字地处理将被包括在光学安全元素中的个性化图像，产生与描述的配置相兼容的图像文件，使得图像被平移到灰度级（高达256级）。个性化图像通过如下而被逐像素地评估：确定每一个的离散灰度级，并且关联每个像素与将被施加到与它相关联的电极的电压。在施加电压时，液晶分子连同二色性染料分子一起将在限制基底的表面上被对准，其遵循由电场所引发的图案，自通过覆盖电极阵列的对准层所预定义的优选方向偏离某个角度。因而，对于特定的入射光偏振，以针对每个光学元素被个体化的方式、以灰度来形成图像。
针对掺杂有二色性染料以在施加电场时被定向的液晶而言所需要的延迟时间直接有关于在电极之间所施加的电压值，并且有关于在那时候的液晶的温度。该电压值必须维持一折衷，因为过度高的值可引起液晶的平面外切换，从而引起个性化图像中的散射效应以及其中清晰度方面的透明度的不可逆损失。至于材料、即液晶与二色性染料的混合物的温度，它必须被控制使得它在向列范围内的最高区中被稳定。从而实现较低的黏度，并且在施加电场时的分子的重排序更快。一旦液晶被定向，它就利用UV光而被聚合，并且限制表面可以被移除以提取所获得的柔性膜。包含电极图案的限制基底可以被重用以产生针对以下元素的新的不同个性化图像。
对于被掺杂有二色性染料的液晶而言有可能不与电极阵列直接接触，并且电场可以通过被夹在电极与液晶之间的附加层。该附加层必须非常薄（几微米），以使得电场能够通过它，而无需达到高电压值。较高电压值的使用可引起液晶的平面外切换，从而引起非期望的光学效应。所夹的该附加层可以被用作支撑物，其进而既针对所获得的膜也针对电极阵列而实施保护性功能，从而防止其之间的粘附。
此外，本发明设想在所产生的每个光学元素中产生可见并且唯一的条形码或序列号的可能性，这是一种形式的经个体化的个性化本身，其进而与借助于以上描述的潜像的个性化可组合。为此，电场被施加在限制表面之一的电极中的至少一个与另一限制表面的电极中的至少一个之间。液晶从而在固化过程期间以与限制基底的平面垂直的方向被定向在那些区域中。其实现方式是简单的，并且所产生的图像（条形码或序列号）借助于自然光可见。借助于偏振光，针对一个入口光偏振方向而获得最大对比度，而图像对于垂直的偏振方向而言是不可见的。此外，所查看的图像当它从一侧被观察的时候是正确的，但是当它从相对侧被观察的时候，看到镜像。
用于产生个性化图像的第二技术包括在两个循序的步骤中施加UV光来用于使膜聚合。在一个步骤中，UV光根据将获得的个性化图像而被选择性地施加，其中个性化图像以黑白阴影来被编码；在所述步骤中，液晶区被照亮并且聚合，其中液晶的其它区被留下未而经聚合；并且在另一后续步骤中，电场被施加到电极以使所述未经聚合的区中的液晶定向，并且UV光然后被施加到所述区以便使它们聚合。
与彼此平行的叉指电极的结构被用于在施加电场时引发对于二色性染料和液晶分子的单个定向，使得在施加电压时，分子被定向成垂直于电极并且平行于限制表面的平面。在其中限定电极的限制表面具有被叠加在电极的激励线上的对准层，其中在与电极的方向平行的方向上的均质对准先前已经通过摩擦或另一类似的技术所引发。
根据一个实施例，B/W图像被投影到被限制在基底之间的掺杂有二色性染料的液晶上，其与将产生的个性化图像相对应。为此，使用DLP（数字光处理）投影系统，其在第一固化步骤中单独地照亮待聚合的那些区，即与通过被沉积在电极上的优选对准层所对准的液晶分子相对应的区被照亮，从而把将在第二步骤中被固化的那些区保持在阴影中。DLP投影系统需要附加的软件来用于系统的机械调节——如果需要的话——以及图像关于活性材料层的后续深度聚焦，从而维持其分辨率和锐度。第一固化步骤可以如下被执行：借助于外部UV光源、以合适的波长，或通过将该外部源添加到DLP投影系统。
在第二步骤中，B/W图像的投影停止，并且电场被施加到电极以修改尚未被聚合的液晶分子的对准。在电场被施加的情况下，利用UV光来对整个表面进行照亮，使得通过所述场被定向的液晶分子在与优选方向垂直的方向中被聚合，因而产生所期望的个性化图像。
类似地，过程的次序可以被反转，其获得相同的结果。也就是说，根据另一实施例，B/W图像的负片（negative）被投影，并且电场首先被施加到电极，从而对掺杂有二色性染料的液晶分子进行重排序，被照亮的区然后利用UV光被聚合。然后移除电场和B/W图像的投影，未经聚合的分子根据由被沉积在电极上的层所引发的优选方向而返回到它们的松弛状态和原始定向。然后，整个表面被照亮以使其余的区聚合。
除了其它之外尤其通过以下技术之一而在限制表面中的至少一个的内侧上限定电极：光刻；选择性激光烧蚀；纳米印刷，或前述的组合。
对准层具有通过以下技术之一所限定的一个或多个对准方向：掩模；物理屏障；机械摩擦；选择性沉积；热蒸发；喷墨；或前述的组合。
本发明设想能够通过使用相同的技术、不同的技术、或若干技术的组合来产生在两个限制表面上所引发的对准方向。
另外，刚性或柔性RGB颜色阵列可以被添加到元素以用于为它提供颜色（与单色版本形成对比的任何颜色）的目的。此外，设想：安置颜色阵列，其与在膜中所限定的、具有在RGB阵列中所限定的像素的区相配，并且RGB阵列被安置在经聚合的膜的外侧上或覆盖光学元素的保护性聚合物膜的内侧上。
对于对准方向而言有可能具有以0°、45°、90°和135°的相对定向，用于产生两个单色图像，而在单层膜的一侧或两侧上的查看过程中没有重叠（在同一侧上单独地可见）。对准方向可以具有被包括在0°与90°之间的不同相对定向，用以在其至少一侧上产生以灰度（高达256级）的图像。
附图说明
在各图中描绘根据所应用的不同过程的本发明的不同实施例，以及从所述过程中得到的光学元素。
图1示出了根据本发明的实施例的用于制造个性化光学文档安全元素的组装件，其包括两个限制表面，所述限制表面具有它们相应的对准层，其限定图案，从而引起潜像。掺杂有二色性染料的液晶位于被包括在两个表面之间的空间中。
图2示出了根据本发明的另一实施例的用于制造光学元素的另一系统，其中包括了如下可能性：通过包括薄分离层而使对准图案不与可聚合的液晶直接接触。同样地，它包括如下可能性：所述两个表面之一具有与叉指电极的图案不同的优选对准层。所述对准层照惯例地被使用在制造基于液晶的元件中。
图3示出了本发明的实施例，其中产生一侧的潜像，其具有通过软件而被指向的叉指电极的复杂图案。
图4a示出了可聚合的液晶分子的布置，其遵循通过根据图3中描述的实施例的叉指电极所引发的对准，以用于所产生的潜像是字母（大写字母“A”）。
图4b示出了根据图4a中描述的发明的实施例的结果得到的设备在利用来自与同包含被查看的图像的图案接触的侧相对的侧的偏振光而照亮光学安全元素时的查看的结果。
图5示出了根据本发明的实施例之一的设备的限制表面之一的结构。它包括用于平面中切换的叉指电极的简单图案，其被对准层覆盖，所述对准层具有根据箭头通过机械摩擦或其它技术所引发的优选方向。
图6示出了根据涉及图5的本发明的实施例的表面上的分子的定向。为了遵循个性化图像的设计而选择性地固化可聚合的液晶分子，需要使用DLP投影系统、连同其对应的定位和聚焦软件，以及针对经个体化的个性化所选的设计的在先图像处理。还设想使用物理掩模、UV激光射束或利用将产生的潜像的设计的任何选择性聚合技术。
图7示出了在通过电极图案而施加电场以用于修改图6中在阴影中（或被物理掩模覆盖）的分子的定向及其借助于UV光的后续聚合之后所述表面上的可聚合的液晶的最终定向。
图8示出了用于制造所述光学元素的设备，其中掺杂有二色性染料的可聚合的液晶分子在一个或多个区中具有垂直定向或同方性（homeotropic orientation）（垂直于限制基底的表面），以产生用于单一标识和/或序列化的简单码。
图9示出了在利用解偏振和线性偏振光（与平面中的分子的对准重合的正交方向）照亮光学元素的一侧时查看根据图8的实施例的结果得到的光学元素的结果。
图10示出了针对本发明的任何实施例而言有效的个性化高分辨率图像的模拟。
具体实施方式
本发明提出了一种用于制造光学文档安全元素的可替换过程，其允许对其至少一侧的经个体化的个性化。
所述制造方法使用根据图1的两个刚性或柔性限制表面（1、2），在其之间布置有可聚合的液晶（3），所述可聚合的液晶（3）掺杂有至少一个二色性染料。所述两个限制表面（1、2）中的至少一个在其内侧上具有多个区，其中限定了电极（4）以及被沉积在电极的图案上的对准层（5），在其之间可重配置的对准图案。所述对准层（5）具有固定的对准图案，而电极（4）被配置用于施加电场，其允许根据被设计用于产生至少一个个性化图像的图案来定向对准层（5）中的液晶（3）。
当液晶（3）被布置在限制表面（1、2）之间的时候，液晶（3）根据通过对准层（5）所建立的固定图案而被定向，并且当电场被施加到电极（4）的时候，液晶（3）根据通过每个电极（4）所施加的电压而在对准层（5）中被定向，然后液晶（3）借助于合适波长的UV辐射而被聚合，并且当液晶（3）被聚合的时候，电场的施加停止，使得已经聚合的液晶（3）根据包含个性化潜像的所设计的图案而被永久定向。
以此方式，在限制表面（1、2）之间获得通过经聚合的液晶所形成的柔性有色且透明的膜，在其中所获得的膜的至少一侧包含个性化潜像。
图1示出了用于制造个性化光学文档安全元素的设备的垂直横截面。所述设备通过两个限制表面（1、2）而被形成，在所述两个限制表面的内侧上限定电极（4）和优选的对准层（5）。在限制表面（1、2）之间包含掺杂有二色性染料的可聚合的液晶（3）。限制表面（1、2）可以是柔性或刚性的。液晶（3）将呈现根据在限制基底（1、2）的两个表面中所限定的对准图案的配置而旋转90°或-90°之间的角度的扭曲结构。因而可以实现在暗色和亮色（B/W）之间的完整灰度。为了简单，图1仅仅描绘了如下配置：所述配置将在最终获得的膜的每侧上产生B/W图像。经掺杂的液晶与限制表面（1，2）的两个内侧接触，以便在液晶借助于UV辐照被聚合之前实现整个体积中的最优对准。为此，经掺杂的液晶可以被引入在限制表面（1、2）之间，或被沉积在表面之一上，并且随后被安置成与另一表面接触。
在借助于电极（4）而产生个性化潜像的特定情况中，可以引发分子的对准而没有在电极与液晶（3）之间的直接接触，其通过使得电场通过在二者之间的附加分离层（7），从而始终防止平面外切换。
图2示出了用于制造个性化光学文档安全元素的另一设备的垂直横截面。所述设备通过两个限制表面（1、2）来被形成；在所述限制表面之一（1）的内侧上限定电极（4）的图案，并且沉积对准层（5），在其上添加将液晶（3）与限制表面（1）的内侧分离的附加层（7），从而得到将通过附加层（7）并且使液晶分子（3）重排序的电场，因为必须始终防止平面外切换。在另一限制表面（2）的内侧上限定固定的对准层（6），使得利用该设备，在通过以上描述的技术之一所获得的侧之一上获得具有至少一个个性化潜像的膜，并且在借助于通常在液晶设备中所使用的对准图案所获得的另一侧上获得至少一个预先建立的潜像。
图3示出了通过第一技术所提供的可能性的描绘。它是电场通过指向系统而被选择性地施加到的叉指电极的完整结构。借助于专用开发的软件工具，将在元素中创建的图像被处理，并且将在施加电场时被激活的电极阵列被配置。一旦施加了电场，掺杂有二色性染料的可聚合的液晶就被定向，并且紧接着其后通过利用UV光进行辐照而被聚合。所施加的电场必须被维持直到聚合完成为止。一旦液晶被聚合，电场就被移除，并且从限制表面中提取膜，其可以在利用被设置用于将产生的新的个性化图像的不同配置的以下迭代中再次被使用。借助于本发明的该实施例，可以单独地产生高分辨率、灰度个性化的图像。
图4a示出了可聚合的液晶分子的定向的示例。在该情况中，它是具有B/W阴影、没有灰度的基础图像。图4b示出了在它的侧之一上具有图4a中所描述的结构的光学元素的外观，这取决于每种情况中入射光偏振方向（通过使用具有正二色性的染料）。在该示例中，由于在光偏振方向与分子定向之间的以绝对值的相对角度始终90°，所以没有观察到灰度级。
图5至7图示了本发明的实施例，其使用第二技术，所述第二技术使用与彼此平行的电极的简单图案，以用于液晶的平面中切换，并且它与常规技术相组合以引发互补对准。用于引发该对准的技术除了其它之外尤其可以是机械摩擦、光对准、或借助于物理亚微米周期性或非周期性图案的对准。
图5示出了在本发明的该实施例中所使用的限制表面（1）之一的结构的横截面。限定与彼此平行以用于限制表面（1）的液晶和二色性染料的混合物的平面中切换的电极（4）的图案，并且在电极（4）的该图案上所限定的是对准层（5），所述对准层（5）可以由以下各项所形成：在CL工业中通常使用的不同的摩擦聚合物（聚酰亚胺、聚酰胺、PVA、PMMA等等）、或光对准材料、或在其上已经雕刻有亚微米周期性或非周期性图案的材料，其引发优选对准方向。从而确保在电极（4）之间不存在电场的情况下，液晶将遵循该对准方向而被定向。
图6示出了沿着限制基底（1）的表面的、掺杂有二色性染料的可聚合液晶（3）的分子的定向。在不存在电场的情况下，由于对准层（5）所引发的优选对准，液晶分子（3）被定向成其中它们的长轴平行于电极（4）。横截面示出了在该过程步骤中，掩模（8）被包括以保护不将利用UV光被聚合的液晶的区。DLP投影系统或UV激光射束还可以用于将被聚合的区的选择性照亮。表面利用UV光而被照亮，并且被暴露的液晶分子（3）被聚合，并且它们将保持固定在所引发的优选对准方向中。
图7示出了未经聚合的液晶分子（3）的对准如何作为施加电场的结果而改变，从而在交替的电极（4）之间产生电势差。在过程的先前的步骤中所聚合的分子（3）不受电场所影响。当保持电场被施加的时候，表面再次利用UV光被辐射，使得尚未被聚合的液晶分子（3）被聚合。结果将是柔性单层膜，其包含所期望的个性化潜像并且可以自限制表面（1、2）被提取。
在前述各图中，为了获得潜像，在与限制表面（1、2）的平面平行的方向上引发液晶分子的定向，而图8示出了根据本发明的实施例的光学文档安全元素，其中，除了平面中的对准之外，在某些区中，在掺杂有二色性染料的液晶分子（3）中引发垂直对准，其垂直于限制表面。
为此，使用两个限制表面（1、2）中的面对的电极（4）。在面向液晶分子（3）的电极（4）之间施加电场时，它们通过在限制表面（1、2）的平面外切换它们的定位而被重排序。从而可以为所制造的每个光学元素产生经个体化的简单码。通过电极（4）所限定的对准图案将取决于待录入的码的类型而被选择；在数值码的情况中，将使用电极的7段图案。
图9示出了在图8中描述的本发明的实施例的视觉效果。被定向成与限制表面的平面垂直的可聚合的液晶分子（3）始终吸收光（并且因此产生暗状态）。出于此原因，在利用自然（非偏振的）光来在元素的一侧上照亮所述元素时，所述码是可见的。在利用偏振光来照亮所述元素时，将观察到根据用于在限制表面的平面中切换液晶的叉指电极的图案所限定的各图，并且在偏振旋转时将观察到反转版本。在该情况中，所述码将仅仅对于光偏振之一是可见的（从而获得最大对比度），而它对于正交偏振方向而言是不可见的。
本发明具有工业应用，如防钞票伪造的文档安全元素，和/或在文档的认证中，所述文档包括标识文档、信用卡、支票、或其固有价值使得其核查是可取的任何元素。所获得的膜对于自然光始终完全透明，尽管它将呈现着色。膜在其两侧中的每一侧上包含潜像的不同集合，所述图像在设计方面独立于彼此，并且在核查过程期间可以被单独地查看而没有多侧之间的干扰。两侧中的至少一个将包含针对该元素被个性化的唯一潜像。核查通过如下来被实施：利用偏振光来观察在每侧上限定一个或多个图像的暗区和亮区的图案，其将取决于每个点处的液晶的定向，并且取决于通过它的光的偏振方向。图像可以是高分辨率、灰度和全彩图像，其使用外部RGB过滤器。偏振光可以来自平坦的液晶显示器，诸如移动电话、平板设备或计算机的显示器。可替换地，可以使用外部线性偏振器。因此，安全措施可以被视为1.5级措施，因为它需要常用的用于核查的外部元素。尽管如此，它还可以被视为1级措施，因为它足以通过使用部分偏振的光、诸如来自经抛光的表面、诸如地板或桌台上的掠射反射的一个来使用。
Claims (14)
1.一种用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于包括如下步骤：
- 使用限制表面（1、2），其中
○ 所述限制表面（1、2）中的至少一个在其内侧上包含电极（4）的图案以及对准层（5），
- 在所述限制表面（1、2）之间布置掺杂有至少一个二色性染料的液晶（3），
- 将电场施加到电极（4）以根据通过每个电极（4）所施加的电压来使液晶（3）定向，
- 通过所述限制表面（1、2）来将光施加到液晶（3），直到液晶（3）被聚合为止，
- 停止电场向电极（4）的施加，
使得在所述限制表面（1、2）之间获得透明聚合液晶膜，其具有通过将电场施加到电极（4）而获得的至少一个个性化潜像。
2.根据权利要求1所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于限制表面（1、2）之一在内侧上具有电极（4）的图案和对准层（5），并且另一限制表面（1、2）具有固定的对准层（6），使得获得一膜，其在所述膜的一侧上具有至少一个个性化潜像，并且在另一侧上具有至少一个预先建立的潜像。
3.根据权利要求1所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于两个限制表面（1、2）在内侧上包含电极（4）的图案和对准层（5），使得在膜的每侧上获得具有至少一个个性化潜像的膜。
4.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于所述聚合液晶膜是从限制表面（1、2）提取的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于至少一个限制表面（1、2）是柔性的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于附加的分离层（7）被布置在液晶（3）与包含电极（4）的图案和对准层（5）的限制表面（1、2）的内侧之间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于通过以下技术之一而在限制表面（1、2）中至少一个的内侧上限定电极（4）的图案：
光刻；
选择性激光烧蚀；
纳米印刷（所印刷的电子器件），或
前述内容的组合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于对准层（5、6）具有通过以下技术之一所限定的对准方向：
掩模；
- 物理屏障；
机械摩擦；
- 选择性沉积；
热蒸发；
- 喷墨；或
前述内容的组合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于将获得的所述个性化潜像的每个像素根据灰度级来被编码，并且在于所述个性化潜像的每个像素与电极（4）的集合相关联，使得被施加到电极（4）的每个集合的电场根据与电极（4）的集合相关联的像素灰度级来使液晶（3）定向。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于在两个步骤中将光施加到液晶（3）；在一个步骤中，根据将获得的个性化潜像来施加光，其中个性化潜像以黑白阴影来被编码；在所述步骤中，液晶（3）的区被照亮并且聚合，其中液晶（3）的其它区被留下而未经聚合；并且在另一步骤中，电场被施加到电极（4）以使所述未经聚合的区中的液晶（3）定向，并且然后将光施加到整个表面，聚合在前述步骤中被留下而未经聚合的区。
11.根据前项权利要求所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于根据将获得的个性化潜像来施加光的步骤首先被执行，并且将电场施加到电极（4）的步骤其次被执行。
12.根据权利要求10所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于将电场施加到电极（4）的步骤首先被执行，并且根据将获得的个性化潜像来施加光的步骤其次被执行。
13.根据权利要求3至12中任一项所述的用于制造个性化光学文档安全元素的方法，其特征在于电场被施加在限制表面（1、2）之一的电极（4）中的至少一个与另一限制表面（1、2）的电极（4）中的至少一个之间，使得液晶（3）以与限制表面（1、2）的平面正交的方向被定向。
14.一种通过在前述权利要求中任一项中描述的方法获得的个性化光学文档安全元素。
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